XxX 9*8*13按键式计算器1906年德国合肥子木园博物馆藏XxX 9*8*13 Calculator1906GermanyHefei Zimuyuan Museum 本展品为XxX 9*8*13按键式计算器，编号456，自1919年开始，它的制造权归Presto Bureaumaschinenbau G.m.b.H所有。         这种计算器主要有两种型号：设置滑块型和设置键盘型，两款机型都有9*8*13位、9*9*16位和11*11*20位三种可供选择，并且都有完整的十进位旋转计数器，上面带红色和白色数字按键。在设置滑块型计算器中，计算器的顶部配有滑箱，显示窗口位于滑槽的下方，同时机上配有整体清理装置。在设置键盘型计算器中，在每一列按键的顶部有一个额外的键，用于释放操作过程中按错的数值。另外，还提供了重复键。可以通过杠杆将设置量清零，同时将设置校验机构的数轮调零。计算器中的机箱位于键盘下方。

巴勒斯8型手摇计算器1911年美国清华大学科学博物馆藏Burroughs Portable Adding Machine, Class 81911USATsinghua University Science Museum 本展品为巴勒斯8型手摇计算器，由钟秉明先生捐赠。         巴勒斯手摇计算器是所有全键盘计算器中最重要类型之一。设计者威廉·西沃德·巴勒斯(William Seward Burroughs, 1857-1898)，是纽约一名机械师的儿子，从小对研制计算器很感兴趣。1884年，巴勒斯研制出该机的第一个模型，带有打印机制的九位数加法设备，用于记录计算结果，并于1888年获得专利授权。随后，巴勒斯研制出他的第一台全功能计算器，于1892年5月获得专利，这款机器在1900年的巴黎博览会上获得了金牌。不幸的是，巴勒斯已于1898年过世。1905年，美国计数器公司（American Arithmometer Company）更名为巴勒斯加法器公司（Burroughs Adding Machine Company）。到1908年，巴勒斯公司有50多种型号的加法器，1910年超过10万用户使用该机器。        在制造的最初30年中，属于巴勒斯原始设计的机器有三个型号，分别为1型、2型和6型。这三个型号又有个别称叫“盲型”，因为计算者从机器前端无法看到纸带上打印的结果。从1892年到20世纪20年代，经典的巴勒斯加法器的外观几乎没有变化。其显著特点是高倾角的键盘和机器后部处于视线之外的打印机构，可通过右侧的曲柄使它们转动。有些机器前端还有玻璃面，可以显示出里面机械结构的运动。

菲尔特键驱机式计算器1891年美国子木园博物馆藏Felt & Tarrant Comptometer1915USAZimuyuan Museum 本展品为美国工程师多尔·菲尔特（Dorr Eugene Felt, 1862-1930）发明的键驱机式计算器（Comptometer），俗称“菲尔特机”，编号J303166，1915年生产的F型。该机呈方形盒状，下方是显示结果的寄存器窗格，右侧是将窗格清零的手柄。每列按键由1-9组成，每个按键上则标有两个数，两个数之和为9。         按键上较大的数用于计算加法和乘法。每一列数与下方窗格所代表的数位相对应，每按一次键就会把数累加到下方窗格中，例如在最右侧列依次按下1、2、3，则它下方的窗格显示为6，即三个数累加的结果。按键上较小的数则用于减法和除法，使用方法略微复杂。例如计算555-123时，先按动555加入窗格中，再拨住百位窗格上方的按钮，同时依照较小的数按动122，需注意按动的数比被减数小1，即可在窗格中得到计算结果432。这一过程的实质是化减为加，为555加上了877，并通过窗格上方的按钮阻止进位。除法则是减法的重复计算。         1884年，菲尔特受刨床启发，设计了一台按键控制的机械计算器，于1887年获得专利，并在1889年成立菲尔特塔兰特制造公司（Felt & Tarrant Manufacturing Company）进行生产。1904年前最初的菲尔特机共产出约6500台，后来又推出了多种改进型号。菲尔特机造型有点像老式打字机，在电子计算机被发明出来之前，被广泛使用了相当长的时间。

“闪电”加法器1908年美国清华大学科学博物馆藏Lightning Calculator1908USATsinghua University Science Museum 本展品为“闪电”加法器，钟秉明先生捐赠。该机只能做加法，不能做减法。其使用方法是用配套的笔戳进某位要加的数对应的孔中，然后顺时针旋转到0处，则该数就被加到上方的窗格中，如遇进位则自动进位。此加法器无清零装置，清零则需要用笔逆时针转动窗格对应的数，但多转不退位，故无法计算减法。         1905年，沃尔特·理查德·邦汉姆（Walter Richard Bonham）为一种表盘式计算器申请了两项专利。1921年，罗素·华莱士·胡克（Russell Wallace Hook）改进了邦汉姆的计算器，在美国密歇根州成立了闪电计算器公司（Lightning Calculator Co.），开始生产一种新型的表盘式加法器。这种加法器一般机身为黑色，上标“闪电计算器”字样，装在木盒之中。几年后，这种结构的计算器在俄亥俄州、加利福尼亚州出现，分别被冠以“冠军”（Champion）和“小木头”（Smallwood）的品牌。         1945年，闪电加法器有限公司（Lightning Adding Machine Co. Inc.）在加利福尼亚州洛杉矶成立。该公司此时生产的加法器与之前的闪电计算器几乎完全相同，不过机身一般为绿色，上标“闪电加法器”字样。1950年以后，闪电加法器的结构被重新设计，增加了退位功能和清零功能，表盘上相应标记了两组数，两两之和为9，这样就可顺时针计算加法，逆时针计算减法。

阿迪克斯加法器1903年德国合肥子木园博物馆藏Adix Adding Machine1903GermanyHefei Zimuyuan Museum 本展品为阿迪克斯加法器，每次只能加一位数字，通过按动1到9的按键来累加，累加总和不能超过999。虽然功能很单一，但在长数列加法计算之类的场景中还是要方便快捷得多。计算多位数的连加时，可从低到高依次计算各位数的连加之和，再将结果记录下来。此类加法器的机械结构暴露在外，使用者可清晰看到它的机械工作原理，即通过按键下方不同斜率的切口推动齿条移动与数字成正比的距离，从而带动齿轮转动成比例的角度。         此类加法器是奥地利钟表制造师、发明家约瑟夫·波威柏（Josef Pallweber）设计的，于1904年在德国获得专利。波威柏设计的加法器小巧玲珑，质量只有0.5公斤。它由122个零件组成，其中包括铝制零件，这也是计算器制造业中首次使用铝制零件。从专利来看，其主要特点是无噪音。         1903年，波威柏在曼海姆与阿道夫·博尔特（Adolf Bordt）合办了阿迪克斯公司（Adix Company）专门生产加法器，虽然1908年波威柏就离开了此公司，但博尔特在20世纪20年代以前一直在公司坚持并试图制造拥有完整功能的机械计算器。生产出来的加法器在德国和法国以各种名称出售，包括阿迪克斯、阿德尔斯（Aderes）等，生产一直持续到20世纪50年代。

格罗斯贝克加法器1870年美国费城合肥子木园博物馆藏Groesbeck's Adding Machine1870Philadelphia, USAHefei Zimuyuan Museum 本展品为格罗斯贝克加法器，最初的专利装置只有3个数字位置，但实际装置上通常是5个数字位置。在专利装置和实际装置之间还有其他的区别，例如专利中的轮子是阶梯形的（每个轮子在不同的水平上），而在实际装置中，所有的轮子都在同一水平上。此外，减法选项在专利中没有显示。         格罗斯贝克加法器由黄铜（机构）、镀镍黄铜（外壳）和钢（齿轮的枢轴）制成，它通常有5个刻度盘和相应的结果数字，数字可以加到任何一个刻度盘上。数字轮通过指针设置，指针放置在盖板的同心槽中。结果可以在窗口中看到。该装置没有清除机制（即必须手动清除），不仅可以用于加法，还可以用于减法（五个小窗口的最下面一行显示加法的结果，最上面一行显示减法的结果）。但是，在减法过程中，必须输入初始数字作为10的补码。        该加法器的发明人约翰·格罗斯贝克（John Groesbeck ,1834-1884）是一名咨询会计师，出生于纽约，住在费城，从1858年起多年担任克里滕登费城商学院的教师和校长。他还是几部书的作者，例如1867年在费城首次出版的《克里坦登商业算术和商业手册》，至今仍在使用（最新一本是2005年出版的）。1870年3月1日，格罗斯贝克申请了美国100288号加法器专利。

韦伯加法器1868年美国纽约合肥子木园博物馆藏The Webb Adder1868New York, USAHefei Zimuyuan Museum 本展品是韦伯加法器，有两个数字轮，通过一个简单而有效的进位机构连接。上边的大数字轮计数范围为00-99，而下边的小轮计数范围为0-49，总计可以达到4999。         大轮有100个均匀分布的小孔，它们与刻蚀在盖板上的数字00-99对齐。只需在适当的孔里放一支手写笔，顺时针转动方向盘，直到使用者用手写笔碰到上边的小标签，这与拨老式的旋转电话拨号盘非常相似。小轮只露出10个孔（另外40个隐藏在前盖后面），因此0-999之间的任何数字都可以加到总数中。要清除总数，需要在大轮子上找到用0标记的孔。有些版本的轮上刻有一个指针的图像。拨那个洞可以把大轮调到00。小轮有一个靠近中心的额外孔，可以拨入该孔将其重置为0。在加法器上，这个额外的孔连接到外部的零孔，形成一个小槽，这样当拨号时，触针会滑出并进入标签的路径。其他版本的加法器有一个单独的选项卡作为复位孔。         该加法器发明者查尔斯·亨利·韦伯（Charles Henry Webb ,1834-1905）是美国诗人、作家、记者和发明家，1834年1月24日出生于纽约，他制造的第一个加法器在1868年获得专利。韦伯相信发明这个加法器对会计人员是一个很大的帮助，用一个简单的机械过程代替脑力劳动。它可以与桌子的表面齐平，这样使用者就可以一只手握住它，另一只手操作它。

帕斯卡计算器【互动模型】1642年法国清华大学科学博物馆研制Pascal Machine Arithmétique【Interactive Model】1642FranceTsinghua University Science Museum 本展品为帕斯卡计算器互动模型，由清华大学科学博物馆研究制造。布莱兹‧帕斯卡（Blaise Pascal, 1623－1662），法国著名数学家、物理学家、哲学家，1623年6月19日出生于多姆山省奥弗涅地区的克莱蒙费朗， 1662年8月19日早逝于巴黎，年仅39岁。帕斯卡的成就是多方面的，他在数学（“帕斯卡三角形”等）和物理学（“帕斯卡定理”等）方面所做出众所周知的贡献，在世界科学史上占有极其重要的地位。         1642年，帕斯卡发明了一种机械计算器，它能实现自动进位，可进行加减乘除四种运算，史称帕斯卡计算器（Pascal’s arithmetic machine, 也被称为Pascaline）。帕斯卡计算器享有诸多“第一”：它是第一台投入生产的计算机、第一台商用计算机、第一台受专利保护的计算机、第一台被写入百科全书的计算机，等等，其历史价值不言而喻。帕斯卡开发机械计算器的初衷，是为了减轻父亲繁重的税务计算负担，那时他只有19岁。在当时，法国流通三种货币单位：里弗（livre）、苏（sol）、德尼厄尔（denier），1里弗等于20苏，1苏等于12德尼厄尔，这极大增加了财税工作的计算量和复杂度。帕斯卡计算器分为会计型和算术型两种。会计型是专门财税计算设计的，其最右侧的两组齿轮用于计算苏和德尼厄尔，分别为20进制和12进制，其余齿轮组为十进制；算术型的所有齿轮均为十进制。         帕斯卡声称制造过至少五十台样机，如今保存下来六台。法国巴黎的工艺博物馆（The Musée des Arts et Métiers）收藏三台，其中两台为8位会计型、一台6位算术型。帕斯卡故乡克莱蒙费朗市的亨利·勒科克博物馆（Musée Henri Lecoq）收藏两台，一台袖珍式5位会计型、一台8位算术型。此外，还有一台10位会计型，收藏于德国德累斯顿市的数学物理沙龙博物馆（Mathematisch-Physikalischer Salon）。         本展品为基于帕斯卡计算器基本结构的十进制四数位互动模型，可演示帕斯卡计算器的全部功能。

席卡德计算器【互动模型】17世纪20年代德国清华大学科学博物馆研制Schickard Arithmeticum Organum【Interactive Model】1620sGermanyTsinghua University Science Museum 本展品为席卡德计算器互动模型，由清华大学科学博物馆研究制造。威廉•席卡德（Wilhelm Schickard）1592年4月22日出生在德国赫伦堡（Herrenberg），1635年10月23日在图宾根（Tubingen）去世。他曾任图宾根大学教授，广泛涉猎天文学、数学、地理学和测量学等诸多领域，通晓希伯来语言、东方语言等，并熟悉技工，曾用机械零件制造过一些天文仪器。         目前学者一般认为，第一台机械计算器的构想来自席卡德，他于17世纪20年代构想了一种“计算钟”（Rechenuhr），结合了纳皮尔算筹（用于计算乘法）和机械进位装置（用于计算加减法）。在写给挚友约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler, 1571–1630）的信中，他描述了这台计算器（arithmeticum organum）的原理和结构，信中还附了几张机器草图，他也曾制造过一台样机，但在大火中被毁。        席卡德机械计算器由加法器、乘法器和记录中间结果的装置等三部分组成，可以做6位数的加减法，机器上部附加一套圆柱型“纳皮尔算筹”，因此也能进行乘除运算。1960年，图宾根大学教授布鲁诺·冯·弗赖塔格-洛林哈夫（Bruno von Freytag-Löringhoff）制造了席卡德机械计算器复原模型。他仔细研究了席卡德关于这台机器的原始文献，并发掘了17世纪时钟表匠经常采用的技术，因此可以构想并复盘这台机器的结构及其细节。1971年，西德发行了一张印有此机器模型的邮票以纪念席卡德构造机械计算器350周年，该机器模型实物则被开普勒博物馆收为馆藏。        本展品复原了席卡德计算器加减法运算区的核心结构，着重表现通过长凸齿轮实现自动进位和退位的机械过程。

安提凯希拉装置【复制品】大约公元前100年左右古希腊清华大学科学博物馆藏Antikythera Mechanism【Replica】ca.100 BCAncient GreeceTsinghua University Science Museum 本展品为古希腊安提凯希拉装置的复制品，由清华大学科学博物馆馆长、科学史系系主任吴国盛教授捐赠。该复制品为木质外框，面板与内部齿轮系为金属制造，它来自希腊Kotsanas 博物馆（古希腊技术博物馆），采用了科学史家普赖斯（Solla De Price）、怀特（Michael Wright）以及希腊国家考古博物馆 “安提凯希拉装置研究计划”的相关复原成果。         展品正面是标有365天的圆形刻度盘；背面是默冬周期和沙罗周期的螺旋形刻度，除此之外还标有卡利普斯（Callipus）刻度盘、三倍沙罗周期（Exeligmos）刻度与奥林匹克运动会周期刻度盘。随着侧方手柄的旋转，正面指针指向一个日期，其余的指示装置会显示相应的信息，如日历、月象等。反过来，当背面的指针指向特定的天文历法事件时（月食或奥运会），正面面板会显示出这事件在未来或过去发生的日期。         该装置的残片于1900年在希腊安提凯希拉海域一艘古代沉船中被发现，制造年代目前被认定为公元前2世纪左右。装置被打捞出时是82片青铜残片，其中三片主要部件现在陈列在雅典国家考古博物馆中。随着计算机表面成像技术与X射线技术的不断发展，对安提凯希拉装置的研究与复原工作取得了长足的进展。整个装置利用齿轮系统实现天文推算，研究者根据齿轮残片复原了多个齿轮系，本次展示的复制品只是其中之一。